[发明专利]视线跟踪系统及方法

权利要求书

1.一种视线跟踪系统，包括：

多个摄像头；

与所述多个摄像头对应的多组光源；

光源控制装置，控制所述多组光源依次发光，以便所述多个摄像头拍摄用户的亮瞳图像和暗瞳图像；

视线特征检测单元，从所述多个摄像头拍摄的亮瞳图像和暗瞳图像中检测瞳孔中心点的位置和反射亮斑的位置；

视线估计单元，通过使用检测到的瞳孔中心点的位置和反射亮斑的位置来计算角膜曲面中心点与瞳孔中心点的三维空间位置，从而跟踪双眼视线的方向，以确定双眼的关注位置，

其中，视线估计单元基于检测到的瞳孔中心点的位置和反射亮斑的位置计算每只眼睛的角膜曲面中心点与瞳孔中心点的三维空间位置，获得沿连接瞳孔中心点与角膜曲面中心点的视线的光轴的每只眼睛的视线方向，并基于检测的瞳孔中心点的位置和反射亮斑的位置，通过跟踪眼睛的视线方向，将两只眼睛的视线方向的交点确定为双眼的关注位置。

2.根据权利要求1所述的视线跟踪系统，还包括：

关注位置修正单元，通过使用用户观看的屏幕上的多个已知点进行位置标定，来修正双眼的关注位置。

3.根据权利要求1所述的视线跟踪系统，其中，所述多组光源是对应于所述多个摄像头的同轴光源。

4.根据权利要求1所述的视线跟踪系统，其中，一组光源包括若干个红外LED，所述若干个LED环绕与该组光源对应的一个摄像头均匀地布置。

5.根据权利要求1所述的视线跟踪系统，其中，对于一个摄像头，当与该摄像头对应的一组光源发光时，该摄像头拍摄用户的亮瞳图像，当其他各组光源发光时，该摄像头拍摄用户的暗瞳图像。

6.根据权利要求1所述的视线跟踪系统，其中，视线特征检测单元根据亮瞳图像中人眼区域的灰度信息检测瞳孔中心点的位置。

7.根据权利要求6所述的视线跟踪系统，其中，视线特征检测单元基于亮瞳图像的灰度值进行瞳孔区域分割，然后对分割结果进行椭圆拟合，并将拟合得到的椭圆的中心作为瞳孔中心点，从而获得瞳孔中心点的位置。

8.根据权利要求1所述的视线跟踪系统，其中，视线特征检测单元从暗瞳图像中相互靠近且大小近似相等的多个反射亮斑中搜索距离瞳孔中心最近的圆形反射亮斑，将该圆形反射亮斑作为眼角膜的反射亮斑，从而获得反射亮斑的位置。

9.根据权利要求1所述的视线跟踪系统，其中，视线估计单元计算左右两眼的瞳孔中心点的三维坐标以及左右两眼的角膜曲面中心点的三维坐标，从而获得由瞳孔中心点与角膜曲面中心点的连线表现的左眼视线和右眼视线，并将左眼视线和右眼视线的交点确定为双眼的关注位置。